Tiểu luận Công nghệ sản xuất NH3 và các chất thải đặc trưng kèm theo nguồn gốc của chúng trong công nghệ này

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Viện Khoa Học Và Công Nghệ Môi Trường *************** Tiểu luận: CÁC QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CƠ BẢN Đề tài: “Công nghệ sản xuất NH3 và các chất thải đặc trưng kèm theo nguồn gốc của chúng trong công nghệ này”. Giáo viên giảng dạy: Th.S Đinh Bách Khoa Nhóm sinh viên thực hiện: MSSV Mai Hồng Phong(NT) 20123408 Nguyễn Đức Việt 20123719 Phạm Thị Ngọc 20123364 Nguyễn Ngọc Châu 20122901 Đặng Vinh Hiển 20112999 Hà Nội, 10/2013 10/27/2013 NHÓM 6 VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG NHÓM 6 – KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 Tiểu luận MỤC LỤC I. GIỚI THIỆU NH3..............................................................................................3 1..Lịch sử phát triển và sử dụng NH3...3 2.Nguồn phát sinh NH33 3.Một số tính chất cơ bản của NH3..4 II. CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUÂT NH3 CHÍNH TRÊN THẾ GIỚI8 1.Công nghệ Haldor Topsoe.......................8 2.Công nghệ MW. Kellogg9 3.Công nghệ Brown and Root....................................10 4.Công nghệ ICI.11 5.Công nghệ Kruff Uhde...13 III. QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NH3: (NGHIÊN CỨU CHÍNH TRONG CÔNG TY TNHH MTV PĐHC HÀ BẮC)........................................14 1. Nhiệm vụ14 2.Lưu trình công nghệ16 3.Các cương vị chính..19 IV. CÁC CHẤT THẢI CHÍNH..46 1.Khí thải46 2.Nước thải.46 3.Các chất thải khác........................47 V. QUY TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI..47 1.Sản xuất sạch hơn47 2.Xử lý cuối đường ống..49 I. GIỚI THIỆU VỀ AMONIAC: 1. Lịch sử phát hiện và sử dụng amoniac: Người Roman xưa đã tìm thấy muối amoni clorua tại đền thờ thần Jupiter tại xứ Libi cổ và gọi muối đó là “ muối Amun” ( salt of Amun). Trong một tác phẩm cổ, Caius Plinius Secundus (hay còn gọi là Pliny the Elder) có nhắc đến tên một loại muối được gọi là “Hammoniacus” (hammoniacus sal, hay còn gọi là sal ammoniac). Vào thế kỷ thứ 8, các nhà giả kim thuật Arập đã biết đến salt amoniac. Sau đó vào Thế kỷ 13, Geber (Jabir ibn Hayyan) và các nhà giả kim thuật châu Âu cũng nhắc đến tên muối này. Vào thời kỳ Trung thế kỷ, những người thợ nhuộm đã biết dùng muối sal ammoniac (còn được gọi là nước tiểu lên men) để làm đổi màu các loại thuốc nhuộm có nguồn gốc thảo mộc. Vào Thế kỷ 15, Basilius Valentinus đã chỉ ra rằng có thể thu được amoniac bằng các cho kiềm tác dụng với sal ammoniac. Sau đó loại muối này đã được điều chế bằng cách chưng (nhiệt phân) sừng và móng gia súc, sau đó trung hòa dịch cất chứa cacbonat thu được với axit clohyđric (HCl).  Lần đầu tiên amoniac dạng khí do Joseph Priestley phân lập vào năm 1774 và được ông đặt tên là “không khí kiềm” (alkaline air). Tuy nhiên người đầu tiên thu được chất khí này là nhà giả kim thuật Basil Valentine. 11 năm sau, Claude Louis Berthollet đã xác định được thành phần phân tử của amoniac là NH3. Fritz Haber và Carl Bosch  là những người phát hiện quy trình sản xuất amoniac vào năm 1909. Công trình này đã được đăng ký phát minh vào năm 1910.  Người Đức là những người đầu tiên trên thế giới sử dụng amoniac ở quy mô công nghiệp trong thời kỳ Đại chiến thế giới lần thứ I sau khi bị phong tỏa mất nguồn natri nitrat từ Chilê. Khi đó amoniac được được người Đức dùng để sản xuất thuốc nổ phục vụ chiến tranh. 2. Nguồn phát sinh amoniac: Hiện nay ngoài nguồn NH3 nhân tạo (các nhà máy sản xuất phân urê hoặc các nhà máy chuyên sản xuất amoniac lỏng), trong tự nhiên cũng có một lượng nhỏ NH3 tồn tại trong khí quyển do thường xuyên hợp chất này được tạo ra từ các quá trình phân hủy các vật liệu hữu cơ có nguồn gốc động, thực vật. Trong nước mưa, nước biển người ta cũng phát hiện thấy có NH3 và các các muối amoni. Hoạt động của núi lửa cũng là nguồn sinh ra muối amoni (như amoni clorua NH4Cl và amoni sunfat (NH4)2SO4). Tại một số vùng khoáng chứa sôđa, người ta cũng thấy có các tinh thể amoni bicacbonat NH4HCO3. Các hoạt động sinh hóa hàng ngày của người và động vật cũng là nguồn sinh ra NH3. 3. Một số tính chất cơ bản của amoniac 3.1. Tính chất vật lý:  Amoniac có công thức phân tử là NH3. Phân tử lượng NH3 là 17,0306g/mol. Ở điều kiện thường, NH3 khan là một chất khí không màu, nhẹ bằng nửa không khí (tỷ trọng so với không khí bằng 0,596 ở OoC), có mùi sốc đặc trưng.  Amoniac khan tạo “khói” trong không khí ẩm. Amoniac hòa tan mạnh trong nước tạo thành dung dịch nước của NH3 (hay còn gọi là amoni hyđroxit do trong dung dịch nước của amoniac có tạo thành NH4OH). Ở OoC, NH3 có độ hòa tan cực đại là 89,9g trong 100 ml nước. Dung dịch nước của NH3  (còn có tên là “ nước đái quỷ”) khá bền nhưng bị loại gần hết NH3 khi đun tới sôi.  Nồng độ của amoni hyđroxit có thể được xác định bằng tỷ trọng kế hoặc Bomé kế.  Ở áp suất khí quyển, NH3 hóa lỏng tại -33,34oC (239,81oK), có trọng lượng riêng 682 g/lit tại 4oC, hóa rắn tại -77,73oC (195,92oK), vì vậy ở nhiệt độ thường người ta phải lưu trữ NH3 lỏng dưới áp suất cao (khoảng trên 10 atm tại 25,7oC). Do NH3 lỏng có entalpy (nhiệt bay hơi) ∆H thay đổi lớn (23,35kJ/mol) nên chất này được dùng làm môi chất làm lạnh.  NH3 lỏng là một dung môi hòa tan tốt nhiều chất và là một trong những dung môi ion hóa không nước quan trong nhất. Nó có thể hòa tan các kim loại kiềm, kiềm thổ và một số kim loại đất hiếm để tạo ra các dung dịch kim loại (có màu), dẫn điện và có chứa các electron solve hóa. Điểm sôi (ở áp suất khí quyển) -33,34°C Tỷ trọng (so với không khí ở OoC) 0,596 Độ hòa tan trong nước g/100g H2O 89,9 (OoC) 60 (ở 15°C) 7,4 (100°C) Độ tan của NH3 khí trong 1 lit nước 700 lít (20°C) Giới hạn nổ với không khí 15-28% (thể tích) Dưới đây là bảng tóm tắt một số tính chất đặc trưng của NH3 Độ tan (g muối/ 100 g NH3 lỏng) Amoni axetat 253.2 Amoni nitrat 389.6 Liti nitrat 243.7 Natri nitrat 97.6 Kali nitrat 10.4 Natri florua 0.35 Natri clorua 3.0 Natri brorua 138.0 Natri iodua 161.9 Natri tioxyanat 205.5 Độ tan của một số muối vô cơ trong NH3 lỏng: NH3 lỏng là một dung môi ion hóa nhưng yếu hơn nước. Nó có thể hòa tan và phân li nhiều hợp chất có liên kết ion điển hình như các muối nitrat, nitrit, xyanua, v.v ...của kim loại kiềm và amoni. Trong NH3 lỏng, các muối amoni tan đều có tính axit. So với trong môi trường nước, thế oxyhóa khử của nhiều hệ trong NH3 lỏng đều chuyển sang dương hơn. E° (V, amoniac lỏng) E° (V, nước) Li+ + e− ⇌ Li −2.24 −3.04 K+ + e− ⇌ K −1.98 −2.93 Na+ + e− ⇌ Na −1.85 −2.71 Zn2+ + 2e− ⇌ Zn −0.53 −0.76 NH4+ + e− ⇌ ½ H2 + NH3 0.00 – Cu2+ + 2e− ⇌ Cu +0.43 +0.34 Ag+ + e− ⇌ Ag +0.83 +0.80 3.2. Tính chất hóa học: Phân tử NH3 có cấu trúc kim tự tháp tam giác (trigonal pyramid). Trong không khí, NH3 là chất bền, không tự bốc cháy và không duy trì sự cháy. Ở nhiệt độ cao (1200oC) và có mặt của chất xúc tác thích hợp, amoniac có thể bị phân hủy thành nitơ và hyđro. 2NH3 → N2 + 3H2       t°= 1200°C (1)   NH3 có thể phản ứng với các chất oxy hóa. Ví dụ: nó có thể cháy trong oxy với ngọn lửa màu lục vàng yếu cho sản phẩm là nitơ và nước; có thể cháy trong khí clo, nitơ bị đẩy ra và tạo HCl, còn trong trường hợp dư NH3 thì có thể xảy ra nổ mạnh đồng thời tạo thành nitơ triclorua NCl3. Khi đó nitơ trong phân tử NH3 chuyển hóa trị từ - 3 lên +3. Cũng vì lẽ NH3 dễ dàng phản ứng với nhiều chất, trong đó có các chất oxy hóa mạnh, các axit mạnh, v.v..., nên trong thực tế người ta khuyến cáo không nên trộn lẫn (hoặc để gần) amoniac với các axit mạnh, các halogen, các chất chất tẩy trắng clorin (chlorine bleach) hoặc các chất oxy hóa mạnh khác. NH3 khan (độ ẩm dưới 0,2%) không phản ứng với HCl khan, tuy nhiên khi có mặt của nước (độ ẩm) sẽ xảy ra phản ứng mạnh. Trong trường hợp này, NH3 thể hiện tính bazơ điển hình. Dung dịch nước của amoniac thường được gọi là amoni hyđroxit với hằng số bazơ pk=4,75, và tác dụng tỷ lượng với các axit và tạo các muối amoni. Ví dụ: NH3 + HCl → NH4Cl (2) Phản ứng tạo khói trắng rất đặc trưng khi cho hơi NH3 tiếp xúc với dung dịch HCl đậm đặc. Trong khi đó bản thân NH3 khan lại là một axit rất yếu, có thể mất 1 proton H+ tạo thành anion amid NH2-. Ví dụ cho liti nitrua vào NH3 lỏng người ta nhận được anion amid (NH2- ) Li3N(s)+ 2 NH3 (l) → 3 Li+(am) + 3 NH2−(am) (3) Hyđro trong NH3 có thể bị các kim loại mạnh đẩy ra và thế chỗ để tạo ra các nitrua như magie có thể cháy trong NH3 để tạo magie nitrua Mg3N2. Natri hoặc kali kim loại nóng có thể tạo ra các nitrua (NaNH2, KNH2) khi tác dụng với NH3. NH3 có thể bị oxy hóa thành axit nitric HNO3 với sự có mặt của xúc tác platin ở nhiệt độ 750-800oC, áp suất oxy 9 atm. Quá trình này được gọi là quá trình Oswald 4 NH3 + 8 O2 → 4 HNO3 + 4 H2O (4) Từ axit nitric người ta có thể sản xuất nhiều dẫn xuất của nitơ trong đó có các chất nổ. NH3 tự bốc cháy ở 651 °C và có thể tạo hỗn hợp nổ với không khí khi nồng độ nằm trong vùng 16–25% (có tài liệu nói là 16-28%). NH3 có tính ăn mòn các kim loại và hợp kim chứa đồng (Cu), kẽm (Zn), nhôm (Al), vàng (Au), bạc (Ag), thủy ngân (Hg), v.v... Vì vây trong thực tế người ta khuyến cáo không nên để hơi hoặc dung dịch amoniac tiếp xúc với các vật dụng có chứa các kim loại hoặc hợp kim này. Khi NH3 tiếp xúc lâu dài với một số kim loại (Au, Ag, Hg, Ge, Te, Sb) thì có thể tạo ra các hợp chất kiểu fuminat dễ gây nổ nguy hiểm. Amoniac lỏng phá hủy các chất dẻo, cao su, gây phản ứng trùng hợp nổ của etylen oxit. II.CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AMONIAC CHÍNH TRÊN THẾ GIỚI: 1.Công nghệ Haldor Topsoe: Các phản ứng chính xảy ra trong từng quá trình: 1, Công đoạn khử lưu huỳnh: RSH + H2 « RH + H2S R1SSR2 + 2H2 « R1H + R2H + H2S R1SR2 + 2H2 « R1H + R2H + H2S ZnO + H2S « ZnS + H2O ZnO + COS « ZnS + CO2 2, Công đoạn Reforming: CnH2n+2 + 2H2O « Cn-1H2n + CO2 + 3H2 – Q (1) CH4 + 2H2O « CO2 + 4H2 – Q 3, Công đoạn chuyển hóa CO: CO + H2O « CO2 + H2 + Q 4, Công đoạn hấp thụ CO2: 5, Công đoạn metan hóa: O2 + 3H2 « CH4 + H2O CO2 + 4H2 « CH4 + 2H2O 6, Công đoạn tổng hợp amoniac: Dưới tác dụng của chất xúc tác là Fe và Fe2O3, kèm theo với một chu trình tổng hợp và làm lạnh nhằm thu NH3 tinh khiết. 2.Công Nghệ MW Kellogg Dựa trên công nghệ Haldor Topsoe, Kellogg đã nâng cao quá trình tổng hợp NH3. Theo truyền thống, chất xúc tác của sự lựa chọn là xúc tác gốc sắt với sắt từ như là thành phần chính của nó. Một thay thế hấp dẫn cho hệ thống xúc tác này được đề xuất ở đây như một phương tiện để tăng chuyển đổi amoniac ở áp suất thấp hơn, và do đó làm giảm tiêu thụ năng lượng trong máy nén chỉ với vốn thấp hơn. Hệ thống này sử dụng một chất xúc tác thúc đẩy hợp ruthenium đọng lại trên than hoạt tính nhiệt sửa đổi, tạo thành dạng viên hình trụ xốp khoảng 0,8 mm và dài 3-5 mm, đã được cung cấp cho ngành công nghiệp tương đối gần đây. Chất xúc tác này lên đến hai mươi lần nhiều hoạt động hơn hợp nhất chất xúc tác sắt ở mức độ chuyển đổi tương đối cao. Quan trọng hơn, mặc dù thay đổi nhiệt độ có tác dụng tương tự trên hai chất xúc tác, ảnh hưởng của nồng độ amoniac là khác nhau đáng kể. Hoạt động chất xúc tác sắt dựa trên phụ thuộc rất nhiều vào PNH3(áp suất riêng phần của amoniac). Như PNH3tăng từ 1 mol% đến 10 mol% tốc độ của quá trình giảm từ 10 đến 25 lần. Ngược lại, hoạt động của các chất xúc tác ruthenium dựa trên chỉ hơi bị ảnh hưởng bởi những thay đổi trong PNH3, cũng như những thay đổi về áp suất. Thúc đẩy hợp ruthenium xúc tác đọng lại trên than chì hoạt động do đó đã được tìm thấy có áp lực thấp tuyệt vời và hiệu suất nhiệt độ thấp. Điều này là rất quan trọng để thực hành công nghiệp, có tính đến xu hướng đương đại tài khoản để giảm áp lực áp dụng và do đó làm giảm tiêu thụ năng lượng.  3.Công nghệ Brown and Root Trong một nhà máy amoniac, khí tổng hợp được tinh chế và hydro tỷ lệ nitơ được điều chỉnh theo tỉ lệ mol 3:01 cân bằng hóa học cần thiết để tổng hợp amoniac. Hydrogen, of course, can be recovered separately from the syngas mixture and purified to yield a high-purity hydrogen product stream for use in refinery processing units or petrochemical plants. Hydro, tất nhiên, có thể được phục hồi một cách riêng biệt từ hỗn hợp khí tổng hợp và tinh chế để tạo ra một độ tinh khiết cao hydro dòng sản phẩm sử dụng trong các cơ sở chế biến nhà máy lọc dầu hay nhà máy hóa dầu. In fact, KBR has worked on the design and/or construction of over 34 low-energy, low-cost refinery hydrogen plants using proprietary KBR natural gas reforming technologies. Trong thực tế, KBR đã làm việc về thiết kế và / hoặc xây dựng hơn 34 năng lượng thấp, các nhà máy lọc dầu hydro chi phí thấp sử dụng khí đốt tự nhiên độc quyền KBR cải cách công nghệ. The innovative, cost-effective synthesis gas (syngas) production technologies and hydrogen production technologies KBR offers include: the KBR top-fired steam methane reformer (SMR) and the KBR Reforming Exchanger System (KRES™). Sáng tạo, khí hiệu quả tổng hợp (khí tổng hợp) công nghệ sản xuất và công nghệ sản xuất hydro KBR cung cấp bao gồm: KBR đầu đốt hơi khí mêtan cải cách (SMR) và KBR Cải cách hệ thống trao đổi (Kres ™). 4.Công nghệ ICI Nguyên liệu Hydrocacbon Khí gas chứa Cacbon Oxit, Hydro, ít nhất 10 % CH4, các khí khác Tỷ lệ C 2.5-3.5 Áp lực đầu ra 30-12 Nhiệt đầu ra 750-850 oC Reforming chính Reforming phụ Điều kiện khô Đưa hỗn hợp về cân bằng Áp lực 40 Bar Nhiệt đầu ra 950-1050 oC Khí gas chứa Nitrogen (1 Nitrogen–2.0 đến 2.9 Hydro), Cacbon, Hydro, 1 phần nhỏ CH4 (0.2-10%) Oxit Cacbon Khí tổng hợp chứa Amoniac Hơi giàu hydro Loại oxit CO, xúc tác hơi nước tạo CO2, Hydro Áp suất khí tăng < 10 % Hấp thụ trong nước Xúc tác chứa sắt (Fe3O4) Coban (1-20% dạng Co3O4) Bơm khí trong 1 vòng lặp có xúc tác, máy tách ammoniac, điều lưu khí Nhiệt độ ngoài 350-430oC Amoniac Khí không phản ứng Loại bỏ Trả lại để tổng hợp Các phương trình chính Reforming chính : CH4+CO→CO2+3.H2 Reforming phụ : CH2+O→CO+2.H2 Chuyển hóa : CO+H2O→CO2+H2 Loại bỏ Cacbon Oxit Tổng hợp NH3: N2+3.H2→2NH3 Các hóa chất phụ trợ : Các chất hấp phụ giúp giảm áp lực trong khâu đầu tiên tetramethylene sulfone (Sulfinol). propylene carbonate (Fluor). N-methyt-2-pyrroiidone (Purisol). methanol (Rectisol). dimethyl ether polyethyleneglycol (Selexol). Các chất dùng để loại oxit cacbon để được khí tổng hợp chứa ammoniac diethanolamine-potassium carbon.. "Vetrocoke" (Kalicacbonat, glyxin, As2O3) "Catacarb" (25% Kalicacbonat với 1 số chất phụ gia). Amin như monoethanolamine triethanolamine. Chất thải : Các khí không phản ứng bao gồm SO2, H2S, Các chất phụ trợ bao gồm xúc tác, hóa chất phụ trợ, và các thành phần của chúng. CO2, 1 phần nhỏ CO. Phế thải của nhiên liệu dùng để duy trì các trạng thái áp suất, nhiệt độ. REFORMING (có 2 giai đoạn) 5.Phương pháp Kruff Uhde NGUYÊN LIỆU TÁCH LƯU HUỲNH PHỐI TRỘN VỚI HƠI NƯỚC KHÍ TỔNG HỢP (được chuyển hóa nhờ xúc tác Ni, P=40 bar, nhiệt độ 800-850̊C) reforming sơ cấp reforming thứ cấp CHUYỂN HÓA CO (CO được chuyển hóa thành CO2 trong các thiết bị chuyển hóa nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp với tác dụng của chất xúc tác tiêu chuẩn) MÊ TAN HÓA (CO2 được loại bỏ,phần dư được mê tan hóa nhờ xúc tác) TỔNG HỢP NH3 (sử dụng 2 thiết bị chuyển hóa NH3 với 3 tầng xúc tác) III. QUY TRÌNH SẢN XUẤT NH3 (NGHIÊN CỨU CHÍNH TRONG CÔNG TY TNHH MTV PĐHC HÀ BẮC): 1.Nhiệm vụ: Công đoạn tinh chế khí: Công đoạn tinh chế khí rất quan trọng trước khi tổng hợp NH3 để sản xuất ure Hà Bắc. Trong khí than ẩm có nhiều tạp chất hóa học như CO, CO2, CH4, Ar, H2S, COS, lưu huỳnh hữu cơ, tro bụi và dầu mỡ. Trừ CH4 và Ar được thải sau khi tổng hợp NH3 còn các thành phần khác đều phải loại bỏ tại công đoạn tinh chế khí. Yêu cầu cơ bản là (CO+CO2) < 20 ppm, H2S < 1 ppm, hỗn hợp N2, H2 tương đối thuần khiết. Công đoạn tinh chế khí gồm các khâu: Khử H2S trong khí than ẩm Biến đổi CO Khử H2S trong khí biến đổi Khử CO2 Khâu khử H2S trong khí than ẩm có hệ thống thiết bị thu hồi lưu huỳnh như một sản phẩm phụ. Khâu khử CO2 thu được CO2 thuần khiết ≥ 98%, ≤ 40% làm nguyên liệu tổng hợp urea và sản xuất CO2 lỏng, rắn. Công đoạn tổng hợp NH3: Tổng hợp NH3 từ khí nguyên liệu N2 và H2 theo tỉ lệ H2:N2=1:1 Tháp tổng hợp amoniac 2. Lưu trình công nghệ: Sơ đồ khối quá trình sản xuất NH3 như hình 1: Khí thải chứa H2S Không khí Khí than ẩm Quạt khí than Dung dịch Tananh Tái sinh dung dịch Tananh Khử H2S thấp áp Đoạn I, II, III máy nén N2-H2 Loại bỏ tạp chất Lò biến đổi Tái sinh dung dịch Tananh Tháp rửa H2S trung áp Tháp khử CO2 Tái sinh nhà khí Đoạn IV, V máy nén N2-H2 Khử vi lượng khí Đoạn VI máy nén N2-H2 Thiết bị Làm Lạnh - Ngưng Tụ - Phân Ly Khí không ngưng (NH3, N2, H2, Ar,) Tháp tổng hợp NH3 Làm lạnh – Phân Ly NH3 lỏng Hình 1. Sơ đồ khối lưu trình công nghệ xưởng NH3. Công đoạn tinh chế khí: Khí than ẩm sau thiết bị lọc bụi tĩnh điện được quạt khí than ẩm đưa vào tháp khử H2S thấp áp. Theo thiết kế ban đầu, khâu khử H2S thấp áp sử dụng dung dịch ADA (Antraquinon Disunfuric Acid) nhưng hiện nay đã chuyển sang sử dụng dịch keo tananh có tính oxi hóa khử mạnh hơn. Sau tháp khử H2S thấp áp hàm lượng H2S trong khí than ẩm còn < 150 (mg/Nm3) được đưa vào đoạn 1 của máy nén 6 cấp. Dịch tananh sau hấp thụ được tái sinh và đưa trở lại, bọt lưu huỳnh được thu hồi thành sản phẩm phụ lưu huỳnh rắn. Khí than ẩm sau khử H2S thấp áp vào đoạn I, II và III của máy nén 6 cấp để nén áp suất lên 2,1 Mpa, nhiệt độ ≤ 40oC rồi vào khâu biến đổi. Đầu tiên qua bộ phân ly dầu – nước, tiếp theo qua 2 bộ lọc bằng than cốc để khử hết dầu, bụi và các tạp chất khác, rồi đi qua các thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi, hỗn hợp với hơi nước quá nhiệt đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than, ra khỏi bộ trao đổi nhiệt khí than được hỗn hợp với khí than lạnh thành hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 – 210oC, tỷ lệ hơi nước/khí khoảng 0,3 đi vào lò biến đổi số 1 lần lượt qua tầng chất bảo vệ, tầng chống độc – chống oxi hóa và tầng xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh. Một phần CO bị chuyển hóa, nhiệt độ hỗn hợp khí đạt 350 – 380oC đi ra khỏi đáy lò biến đổi số 1, đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than, rồi đi vào bộ làm lạnh nhanh số 1 làm lạnh bang nước ngưng. Hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 – 210oC đi vào đoạn trên lò biến đổi số 2 tiếp tục tiến hành biến đổi CO, nhiệt độ đạt khoảng 300 – 320oC rồi đi qua bộ làm lạnh nhanh số 2 làm lạnh bằng nước ngưng, hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 – 210oC tiếp tục đi vào đoạn dưới lò biến đổi số 2, phần CO còn lại tiếp tục bị biến đổi. khí biến đổi có nhiệt độ ≤ 250oC và CO ≤ 1.5% đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi, qua thiết bị đun sôi của hệ thống tái sinh tăng áp dung dịch khử CO2 để tận thu nhiệt, sau đó đưa tới khâu khử H2S trong khí biến đổi. Khí biến đổi tới đi vào phía dưới tháp hấp thụ H2S trung áp, qua các tầng đệm H2S được hấp thụ bởi dung dịch tananh dội từ đỉnh xuống. Khí biến đổi được phân ly bọt ở bộ khử bọt trên đỉnh tháp sau đó đi ra khỏi tháp hấp thụ H2S trung áp vào tháp phân ly, ở đây mù dịch tananh cuốn theo tiếp tục được tách ra và khí than ẩm tiếp tục được đưa sang khâu khử CO2 bằng dung dịch kiềm nóng; Khí biến đổi sau khử lưu huỳnh qua thiết bị trao đổi nhiệt được gia nhiệt bởi khí biến đổi từ khâu biến đổi đến, nhiệt độ tăng từ 40oC lên 90oC và đi vào phía dưới tháp hấp thụ CO2 và sau đó ra khỏi ở đỉnh thì được gọi là khí tinh chế, qua thiết bị làm lạnh bằng nước, thiết bị phân ly rồi đi về các đoạn IV và V của máy nén 6 cấp. Khí tinh chế ra khỏi đoạn 5 của máy nén 6 cấp có áp suất 12 MPa đưa sang khâu tinh chế vi lượng bằng dung dịch amoniac acetate đồng và dung dịch kiềm. Sở dĩ như vậy vì quá trình tổng hợp amoniac đòi hỏi hàm lượng các chất gây ngộ độc xúc tác như CO, CO2, H2S và O2 là nhỏ nhất. Khâu tinh chế vi lượng nhằm khử tối đa các chất đó ra khỏi khí tinh chế. Ra khỏi khâu này khí tinh chế có hàm lượng rất nhỏ H2S và ( CO + CO2) < 20 (ppm) được gọi là khí tinh luyện. Công đoạn tổng hợp NH3: Khí tinh luyện với thành phần chủ là khí N2 và H2 theo tỉ lệ H2:N2 = 3:1 vào đoạn VI của máy nén 69 để tăng áp cho qua trình tổng hợp NH3. Khí tinh luyện ra đoạn VI của máy nén 6 cấp có áp suất 31,5 ( MPa) được đưa qua bộ phân ly dầu nước sau đó qua tổ hợp thiết bị làm lạnh –